基于含铬革屑制备吸附-降解型胶原/ZnO复合材料

摘要

危险废弃物含铬革屑的资源化利用是制革行业面临的一大难题.含铬革屑的主要成分胶原可作为吸附材料,但存在稳定性差、需解吸等问题,限制了其在水处理领域的应用.本文通过酸法从含铬革屑中提取胶原纤维并原位负载纳米氧化锌（ZnO）制备了吸附-降解型胶原/ZnO复合材料.红外光谱及X射线衍射谱图显示,ZnO成功负载且呈片状，具有六角纤锌矿晶型,负载到胶原纤维上后并不会影响其自身的光响应范围,禁带宽度为3.20 eV.当锌前驱体溶液浓度为0.12 mol/L、胶原纤维分散液pH值为8、胶原海绵质量为60 mg时,复合材料光催化性能最佳;在160 min内对10 mg/L亚甲基蓝（MB）的降解率达95.2%;循环5次后,降解率依然可达到87.5%.动力学模型拟合结果显示,复合材料对MB的吸附更符合拟二级吸附动力学模型,受化学吸附控制;MB的光催化降解过程符合一级降解动力学方程,降解速率最高为0.0172 min~(-1).此外, ZnO的引入提高了复合材料的抗菌性和热稳定性.

关键词

胶原 / 氧化锌 / 亚甲基蓝 / 吸附性能 / 光催化降解

基金资助

中国博士后科学基金（批准号:2022M722668）; 国家自然科学基金（批准号:22278256）; 西安市科学技术协会青年人才托举计划项目（批准号:959202313003）资助